ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физико-химические основы концентрирования серной кислоты из "Технология серной кислоты" Основными показателями работы башенной системы являются интенсивность и расход азотной кислоты. [c.283] Интенсивность башенной системы характеризуется количеством серной кислоты (в пересчете на 100%-ную), получаемой в сутки на единицу суммарного объема всех башен, и выражается в кг/м . [c.283] Повышение интенсивности башенного процесса—вопрос огромного практического значения. Благодаря повышению интенсивности возникает возможность без дополнительных капитальных затрат увеличить выпуск серной кислоты при одновременном снижении себестоимости продукции. [c.283] Интенсивность башенных систем в СССР из года в год возрастает на отдельных заводах она достигает 250 кг -сутки. Однако глубокое изучение нитрозного процесса и опыт работы передовых предприятий показывает, что даже прн существующем аппаратурном о( юрмлении башенных систем имеются значительные возможности для дальнейшей интенсификации процесса. Основные условия достижения высокой интенсивности устойчивая и бесперебойная работа системы, строгое соблюдение технологического режима в установленных пределах, поддержание постоянной и высокой концентрации сернистого ангидрида в обжиговом газе (9-10% SOi). [c.283] Значительные возможности интенсификации процесса дает применение газа с повышенным содержанием сернистого ангидрида, особенно 100%-ного сернистого ангидрида. [c.283] Одним из важнейших технико-экономических показателей нитрозного процесса является расход азотной кислоты, выражаемый в кг на 1 т пол ценной серной кислоты (в пересчете на моногидрат). Расход азотной кислоты не только существенно влияет на себестоимость серной кислоты, но и характеризует общую культуру работы башенной системы. Только при четкой и бесперебойной работе всех участков башенной системы может быть достигнут низкий расход азотной кислоты. [c.283] Окисление сернистого ангидрида и абсорбция окислов азота являются основными процессами в производстве серной кислоты нитрозным методом поэтому скорость этих процессов определяет интенсивность башенных систем. Для увеличения скорости окисления сернистого ангидрида необходимо повышать температуру и увеличивать нитрозность орошаюш,ей серной кислоты для улучшения же процесса абсорбции окислов азота необходимо, на-( борот, понижать температуру и уменьшать нитрозность орошающей кислоты. Так как орошающая кислота находится в общем цикле, то рациональное разрешение этого противоречия определяет интенсивность башенного процесса, расход азотной кислоты и другие качественные показатели работы башенных систем. [c.284] Дальнейшее развитие нитрозного процесса должно идти как по пути интенсификации технологических процессов при использовании существующей аппаратуры путем нахождения оптимального технологического режима, так и по пути применения вместо башен принципиально новыд аппаратов. Основное требование к новым аппаратам состоит в том, чтоэы прн небольшом гидравлическом сопротивлении удельная поверхность соприкосновения газа с кислотой была во много раз больше, чем удельная поверхность применяемых насадок. [c.284] Серная кислота применяется в больших количествах как водо-отнимающее средство, например, при концентрировании азотной кислоты, в производстве синтетических спиртов, взрывчатых веществ и во многих других производствах. При этом расходуется лииш незначительное количество серной кислоты (производственные потерн), а в основном она выводится в виде разбав- ленной серной кнслоты. Такую кислоту концентрируют и возвращают в производственный цикл или направляют другим потребителям в виде купоросного масла. При недостатке концентрированной серной кислоты производится также концентрирование сравнительно слабой башенной кислоты, содержащей 75 о НоЗО. [c.285] В некоторых случаях серная кислота, примененная как водоотнимающее средство, не только разбавляется, но н загрязняется различными примесями. Так, например, в производстве взрывчатых веществ отработанная серная кислота загрязнена азотной кислотой, ннтросоединениями и смолами, в производстве спиртов—различными углеводородами. Примеси, содержащиеся в отработанной кислоте, понижают качество кислоты, а иногда затрудняют процесс концентрирования. Поэтому до концентрирования отработанную серную кислоту стараются освободить от примесей. [c.285] Примеси азотной кислоты обычно удаляют путем денитрации паром. Нитросоединения и смолы выделяют отстаиванием и экстракцией. В некоторых случаях, когда кислоту не удается освободить от примесей и она не пригодна для концентрирования, прибегают к расщеплению серной кислоты до сернистого ангидрида или используют ее в виде слабой кислоты в таких производ- ствах, где эти примеси не оказывают вредного влияния (например, в производстве суперфосфата). [c.285] Процесс концентрирования серной кис. 10ты состоит в удалении пз нее части влаги нри нагревании в болынинстве случаев кислоту нагревают горячими газами. В зависимости от способа передачи тепла от газов к кислоте существующие аппараты для концентрирования можно разделить на две группы, аппараты с непосредственным соприкосновением горячих газов с кислотой и аппараты с внешним обогревом, в которых тепло передается через стенку. При передаче тепла через стенку процесс концентрирования ведут либо при атмосферном давлении, либо в вакууме. [c.285] При нагревании водных растворов серной кнслоты состав газовой и жидкой фаз не одинаков—в газовой фазе содержится больше воды, чем в жидкой. Поэтому ири нагревании водных растворов серной кислоты в газовую фазу пере д дит бoлыlie воды, чем серной кислоты в результате этого концентрация сер 0н кислоты повышается. [c.286] На рис. 121 приведены кривые, позволяющие установить состав паров над водными растворами серной кислоты при температуре их кипения. Нижняя кривая выражает зависимость температуры кипения водных растворов серной кислоты от их состава, а верхняя соответствует содержанию серной кислоты в парах в зависимости от концентрации серной кислоты в жидкой фазе, а следовательно, и от температуры кипения растворов серной кислоты. [c.286] По диаграмме на рис. 121 можно найти, например, температуру кипения 85%-ной серной кислоты, которая равна 2 Т (точка А). Прямая, проведенная из точки А параллельно оси абсцисс, пересекает верхнюю кривую в точке Б, а перпендикуляр, опущенный из этой точки на ось абсцисс, со-H SOJ. Следовательно, при 237° пары над 85 о-ной серной кислотой содержат 5% Н,50,4. [c.286] Из рис. 121 видно также, что с повышением концентрации серной кислоты разность между содержанием НоЗО в жидкой и газовой фазах уменьшается. Так, если в парах над 70/О-ной сериой кислотой содержатся только следы то над 90%-ной серной кислотой концентрация НоЗО в парах составляет 20 ь, а над 98,3, о-ной серной кислотой состав жидкой и газовых фаз одинаков. Из этого следует, что при упаривании серной кислоты ее концентрация постепен)Ю повышается до 98,3 о Н0ЗО4, а при дальнейшем нагревании остается постоянной. Таким образом, получить упариванием серную кислоту концентрацией выше 98,3Но304 невозможно. [c.286] Одновременно с испарением воды при упариваини сергюй кислоты происходит также испарение серной кислоты, приводящее к потерям ее. Количество испаряемой серной кислоты тем Польше, чем выше содержание H SOj в растворе. В современных концентрационных установках это количество невелико. Поэтому в общем тепловом балансе скрытая теплота испарения серной кислоты обычно ие учитывается. [c.287] Потери тепла в окружающую среду ((З4) зависят от устройства концентрационной установки, режима ее работы, производительности и др. [c.288] Общее количество тепла, требуемое для концентрирования (без учета потерь), может быть определено по номограмме графическим способом (рис. 122). [c.288] Вернуться к основной статье